本發明涉及熱泵，特別是涉及一種非共沸混合工質熱泵系統及其控制方法。
背景技術：
1、熱泵已從家電冷暖應用上升為全社會用熱應用，應用場合發生了巨大變化；因熱源與熱匯溫度變化范圍大，傳統單一工質已經很難滿足使用要求，如建筑領域超低環溫制熱及工業領域超高水溫制熱。
2、非共沸混合工質可以根據應用場合靈活選取工質組元及比例，加大熱源與熱匯溫差，適應特定應用場合的大溫跨需求。近年來，非共沸混合工質系統得到了越來越廣泛的應用。
3、但是，在混合工質系統的實際應用中，混合工質不能很好地在分離器中分離和提純，未能讓更多的低沸點工質進入蒸發器進行吸熱，從而導致熱泵系統的制熱能力受限。
技術實現思路
1、本發明所解決的第一個技術問題是要提供一種非共沸混合工質熱泵系統，其有效地解決了熱泵系統因冷媒利用率低而導致的熱泵系統制熱能力受限的問題。
2、本發明所解決的第二個技術問題是要提供一種非共沸混合工質熱泵系統的控制方法，其有效地解決了熱泵系統因冷媒利用率低而導致的熱泵系統制熱能力受限的問題。
3、上述第一個技術問題通過以下技術方案進行解決：
4、一種非共沸混合工質熱泵系統，包括：
5、壓縮機和與所述壓縮機連接并形成回路的冷媒循環回路，所述冷媒循環回路上沿冷媒流向依次設有冷凝器、第一節流裝置、精餾器、回熱器、第二節流裝置和蒸發器；
6、所述精餾器設有精餾進口、出氣口和出液口，所述精餾器內部設有冷卻段，所述出液口通過第一支路和所述壓縮機的補氣口連通，所述冷卻段接入至所述第一支路；
7、所述回熱器具有相互換熱的第一換熱通道和第二換熱通道，所述第一換熱通道接入至所述出氣口與所述第二節流裝置的進口之間，所述第二換熱通道接入所述第一支路。
8、本發明所述的非共沸混合工質熱泵系統與背景技術相比，具有的有益效果為：
9、本發明的熱泵系統，引入精餾器和回熱器，使得混合冷媒在制熱模式下依次流經冷凝器、第一節流裝置和精餾器，由于混合冷媒的沸點不同，流經冷凝器后，低沸點冷媒大多為氣態，高沸點冷媒多為液態，因此，混合冷媒在精餾器內會分離為氣態冷媒和液態冷媒，其中氣態冷媒大部分為低沸點冷媒，少部分為高沸點冷媒，氣態冷媒會通過出氣口、第一換熱通道、第二節流裝置和蒸發器并最終流入至壓縮機的回氣口，液態冷媒則會通過出液口進入第一支路，并為冷卻段提供冷卻用冷媒，以及流經第二換熱通道，第一支路內的冷媒最終匯入壓縮機的補氣口。
10、在上述流通路徑中，由于部分液態冷媒在流出精餾器后會經過冷卻段，液態冷媒通過冷卻段會與氣態冷媒發生換熱，從而將氣態冷媒中含有的高沸點冷媒液化，從而對氣態冷媒進行提純，以增加流經蒸發器的低沸點冷媒含量，從而提高熱泵系統的制熱量，使得熱泵可以適用于更低的環境溫度，進而提升系統的低溫制熱能力。另外，本技術通過將液態冷媒引入壓縮機的補氣口，實現補氣增焓，能夠降低壓縮機的排氣壓力和排氣溫度，從而使得熱泵在低環溫下能夠穩定運行。
11、此外，本技術利用第一節流裝置和第二節流裝置對冷媒進行二次節流，并通過回熱器進一步冷卻低沸點冷媒，讓低沸點冷媒充分冷凝，并具有較大的過冷度，減少了后續節流損失，從而提高熱泵系統的制熱量和能效。
12、在其中一個實施例中，所述精餾器內部還設有制熱段；
13、所述冷媒循環回路還包括第二支路，所述第二支路的兩端分別與所述壓縮機的排氣口和所述精餾進口連通，所述制熱段接入至所述第二支路，所述第二支路上設有第一控制閥。
14、在其中一個實施例中，所述精餾器內部從上至下依次設有相互連通的儲氣腔、第一提純腔、分離腔、第二提純腔和儲液腔，所述第一提純腔內設有所述冷卻段，所述第二提純腔內設有所述制熱段。
15、在其中一個實施例中，所述冷卻段具有冷卻入口和冷卻出口，所述冷卻入口位于所述冷卻出口的上方；
16、和/或，所述制熱段具有制熱入口和制熱出口，所述制熱入口位于所述制熱出口的下方。
17、在其中一個實施例中，所述第一提純腔和/或所述第二提純腔內填充有填充料，所述填充料具有供冷媒流通的流通間隙。
18、在其中一個實施例中，還包括第三支路，所述第三支路的一端接入至所述出液口和第二換熱通道的進口之間，所述第三支路的另一端接入至所述第二換熱通道的出口和所述壓縮機的補氣口之間，所述冷卻段接入至所述第三支路；
19、還包括第二控制閥和第三控制閥，所述第二控制閥設于所述第三支路上，所述第三控制閥設于所述第一支路上。
20、在其中一個實施例中，還包括化霜支路，所述化霜支路的兩端分別與所述出氣口和所述蒸發器的進口連通，所述化霜支路上設有化霜控制閥。
21、上述第二個技術問題通過以下技術方案進行解決：
22、一種非共沸混合工質熱泵系統的控制方法，應用于本發明第一方面的非共沸混合工質熱泵系統，所述控制方法包括：
23、響應于制熱模式，控制所述第一支路處于連通狀態，并控制冷媒依次流經所述冷凝器、所述第一節流裝置、所述精餾器、所述回熱器的第一換熱通道、所述第二節流裝置和所述蒸發器并進入所述壓縮機的回氣口。
24、本發明所述的非共沸混合工質熱泵系統的控制方法與背景技術相比，具有的有益效果為：本發明的控制方法，在確定熱泵系統進入制熱模式下運行后，會控制第一支路保持連通狀態，并控制混合冷媒依次流經冷凝器、第一節流裝置和精餾器，由于混合冷媒的沸點不同，流經冷凝器后，低沸點冷媒大多為氣態，高沸點冷媒多為液態，因此，混合冷媒在精餾器內會分離為氣態冷媒和液態冷媒，其中氣態冷媒大部分為低沸點冷媒，少部分為高沸點冷媒，其中氣態冷媒會通過出氣口、第一換熱通道、第二節流裝置和蒸發器并最終流入至壓縮機的回氣口，液態冷媒則會通過出液口進入第一支路，并為冷卻段提供冷卻用冷媒，以及流經第二換熱通道，第一支路內的冷媒最終匯入壓縮機的補氣口。
25、在上述流通路徑中，由于部分液態冷媒在流出精餾器后會經過冷卻段，液態冷媒通過冷卻段會與氣態冷媒發生換熱，從而將氣態冷媒中含有的高沸點冷媒液化，從而對氣態冷媒進行提純，以增加流經蒸發器的低沸點冷媒含量，從而提高熱泵系統的制熱量，使得熱泵可以適用于更低的環境溫度，進而提升系統的低溫制熱能力。另外，本技術通過將液態冷媒引入壓縮機的補氣口，實現補氣增焓，能夠降低壓縮機的排氣壓力和排氣溫度，從而使得熱泵在低環溫下能夠穩定運行。
26、此外，在控制第一支路連通的情況下，本技術利用第一節流裝置和第二節流裝置對冷媒進行二次節流，并通過回熱器進一步冷卻低沸點冷媒，讓低沸點冷媒充分冷凝，并具有較大的過冷度，減少了后續節流損失，從而提高熱泵系統的制熱量和能效。
27、在其中一個實施例中，熱泵系統還包括第二支路，所述第二支路的兩端分別與所述壓縮機的排氣口和所述精餾進口連通，所述精餾器內部還設有制熱段，所述制熱段接入至所述第二支路；
28、所述控制方法還包括：
29、響應于制熱模式，控制所述第二支路處于連通狀態，并控制冷媒依次流經所述冷凝器、所述第一節流裝置、所述精餾器、所述回熱器的第一換熱通道、所述第二節流裝置和所述蒸發器并進入所述壓縮機的回氣口。
30、在其中一個實施例中，熱泵系統還包括化霜支路，所述化霜支路的兩端分別與所述出氣口和所述蒸發器的進口連通；
31、所述控制方法還包括：
32、響應于化霜模式，控制所述第二支路和所述化霜支路均處于連通狀態，控制所述第一支路處于斷開狀態，并控制冷媒依次流經所述第二支路、所述精餾器、所述化霜支路和所述蒸發器并進入所述壓縮機的回氣口。